基于HLA的航空电子设备仿真技术研究

【类型】学位论文

【作者】李承冉 

【关键词】 航空电子设备,飞行员训练系统,高层次体系结构,分布式仿真系统

【摘要】使用计算机仿真系统解决空中交通系统的面临的人员培训、系统论证、空域评估等问题是提高我国空中交通研究水平，完善空中交通系统性能的重要途径。通过使用完善的计算机仿真系统，可以使我国的管制人员和飞行人员有效的提高业务水平，同时可以学习新一代空中交通体制的运行方式，对改善我国当前的空管效能，促进我国向新航行系统过渡有着积极的意义。本文从开发飞行员训练仿真系统的具体应用出发，采用目前先进的计算机分布式仿真系统结构和虚拟设备建模技术，解决了开发应用于空中交通领域的计算机仿真系统遇到的几个基本问题，并应用这些技术完成了飞行员训练系统的开发。论文的主要内容包括以下几个方面：对航空电子设备的仿真技术进行了研究，针对航空电子设备在使用和结构上的复杂性，提出了构建模块化的虚拟航空电子设备所需的结构分析、功能分析方法，并在这些方法的基础上给出了使用C++语言实现虚拟设备的具体方式。以此为基础，开发出了应用于一个飞行员训练系统的所有虚拟航电设备，不仅证明了这些方法的有效性，而且为仿真其他航空电子设备提供范例。对虚拟航电设备之间的互联技术进行了研究。现代航空电子系统由通过数据总线连接起来的多个航空电子设备构成，在仿真系统开发中必须解决各个仿真设备的互联问题。本文提出了以高层次体系结构为基础实现虚拟航空电子系统数据总线的方法，并成功的应用于飞行员训练系统的开发。实践证明采用这种结构的仿真系统具有良好的性能和很大的扩充潜力。提出了模块化结构的飞机模型实现方式。在很多应用于空中交通领域的仿真系统中，飞机运动模型是必须包括的基本部分。针对传统飞机运动模型结构的弊端，本文在对描述飞机运动的微分方程组进行分析的基础上以面向对象的思想为基础使用C++语言发了模块化的飞机运动模型。此模型不但可以摸拟飞行员操纵下的飞机运动，还可为仿真系统中无人操纵的飞机提供真实的运动数据。本文使用以上三种基本技术，以面向对象的思想为指导，使用完全模块化的方法开发飞行员训练系统。整个飞行员训练系统完全以类形式存在的，这种结构结合HLA的系统框架，使整个仿真系统具有良好的仿真性能和相当大的扩展潜力。此飞行员训练系统已经在中国民航学院实际应用于管制员和飞行员的培训课程，并受到了用户的好评。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张学军

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